Java中集合类扩容操作案例分析

原创深碍√TFBOYSˉ_ 2024-11-07 15:21 11阅读 0赞

Java中的集合类，如`ArrayList`、`HashSet`等，通常在元素数量超过当前容量时会进行扩容操作。以下是一些常见的集合类扩容操作的案例分析：

###1. `ArrayList`的扩容`ArrayList`是基于动态数组实现的，当添加元素时，如果数组没有足够的空间来容纳新元素，就会进行扩容操作。默认情况下，`ArrayList`的初始容量为10，每次扩容时，容量大约是原来的1.5倍（具体是原容量的1.5倍向上取整）。

**扩容操作示例：**

```javaArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); //初始容量为10for (int i =0; i <20; i++) {
 list.add(i); // 当添加到第11个元素时，会触发扩容操作}
```###2. `HashSet`的扩容`HashSet`是基于`HashMap`实现的，所以它的扩容操作与`HashMap`类似。当`HashMap`中的元素数量超过当前容量与加载因子的乘积时，就会进行扩容操作。默认情况下，`HashMap`的初始容量为16，加载因子为0.75。

**扩容操作示例：**

```javaHashSet<Integer> set = new HashSet<>(); //初始容量为16for (int i =0; i <20; i++) {
 set.add(i); // 当添加到第13个元素时，会触发扩容操作}
```###3. `LinkedHashSet`的扩容`LinkedHashSet`内部维护了一个链表来保持元素的插入顺序，同时使用`HashMap`来存储元素。它的扩容操作与`HashMap`相同。

###4. `HashMap`的扩容`HashMap`在元素数量超过当前容量与加载因子的乘积时会进行扩容操作。扩容时，会创建一个新的容量更大的数组，并将旧数组中的元素重新映射到新数组中。

**扩容操作示例：**

```javaHashMap<Integer, String> map = new HashMap<>(); //初始容量为16for (int i =0; i <20; i++) {
map.put(i, "Value" + i); // 当添加到第13个元素时，会触发扩容操作}
```###5. `LinkedHashMap`的扩容`LinkedHashMap`维护了一个双向链表来保持元素的插入顺序或访问顺序，同时使用`HashMap`来存储元素。它的扩容操作与`HashMap`相同。

###总结-扩容操作通常发生在添加元素时，当集合的当前容量不足以容纳更多元素时。
-扩容操作涉及到创建新的数组并重新映射旧数组中的元素，这是一个相对耗时的操作，因此合理地选择初始容量和加载因子可以减少扩容操作的次数，提高性能。
- 不同的集合类有不同的扩容机制和性能特点，选择合适的集合类对于优化程序性能至关重要。